Verwendung kostengünstiger Farbstoffe zur Visualisierung der Glykogenakkumulation und der Darmintegrität bei Caenorhabditis elegans

Zusammenfassung

Der Unterricht in den Biowissenschaften kann für die Studierenden durch Experimente anregender gestaltet werden. Dieses Manuskript stellt zwei verschiedene, aber sich ergänzende Protokolle vor, die im Unterricht verwendet werden können, um die Schüler zu ermutigen, Hypothesen in Bezug auf kalorienreiche Ernährung, Hunger und Altern zu formulieren und zu testen.

Zusammenfassung

Caenorhabditis elegans (C. elegans) ist ein transparenter, nicht-parasitärer Fadenwurm mit einer einfachen Biologie, was ihn durch die Färbung der Zellen oder ihres molekularen Inhalts zu einem großartigen Werkzeug für den Unterricht in den Biowissenschaften macht. Der Lugol-Farbstoff (Jod-Kaliumiodid-Lösung) wird in der Biochemie häufig zur Färbung von Glykogenspeichern verwendet. In diesem Zusammenhang ist es möglich, Unterschiede zwischen gefütterten und ausgehungerten Tieren zu beobachten, neben den Auswirkungen unterschiedlicher Bedingungen, wie z. B. unterschiedlicher Ernährung und Sauerstoffgehalt. Erioglaudin ist ein blauer Farbstoff, der auf den Verlust der Darmbarriere hinweist. Wenn die Darmbarriere intakt ist, färbt sich der blaue Farbstoff im Lumen ab; Wenn diese Integrität jedoch gestört ist, tritt der Farbstoff in die Körperhöhle ein. Mit einem Stereomikroskop oder einem Mikroskop können Lehrer physiologische und biochemische Veränderungen nachweisen oder sie können die Schüler dazu anregen, eine wissenschaftliche Frage zu stellen und ihre Hypothese mit diesen Assays zu stellen und zu testen. Das vorliegende Protokoll beschreibt zwei Färbetechniken bei C. elegans , die von den Studierenden leicht durchgeführt werden können.

Einleitung

Der Unterricht in Biowissenschaften in der Oberstufe ist eine ständige Herausforderung. Insbesondere der Zugang und die Nutzung von Technologie haben wichtige Fortschritte im Lehr-Lern-Prozess gebracht, aber Tools wie Chatbots mit künstlicher Intelligenz erschweren die Rationalisierung und Suche nach Beweisen aufgrund einfacher (und manchmal falscher)^{Antworten 1.} Aus diesem Grund ist die Verwendung einer wissenschaftlichen Methode mit praktischem Experimentieren in einem forschungsbasierten Ansatz im Unterricht eine wichtige Strategie, um kritisches Denken, Kreativität und technische Fähigkeiten bei den Schüler....

Protokoll

HINWEIS: Escherichia coli OP50 (E. coli OP50) Bakterien und Bristol N2 Wildtyp-Stämme können von der CGC, University of Minnesota, USA, oder durch Spende von einem C. elegans-Labor bezogen werden. Für die Sicherheit der Forscher ist es unerlässlich, persönliche Schutzausrüstung zu verwenden. Obwohl die Konzentrationen von Reagenzien wie Hypochlorit und Natriumhydroxid niedrig sind, ist es wichtig, die empfohlene PSA zu tragen, wie im Manuskript hervorgehoben, um mögliche Risiken im Zusammenhang mit diesen Chemikalien zu minimieren.

1. Glykogengehalt

1. Vorb....

Diskussion

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses Protokoll eine qualitative Bewertung des Glykogengehalts in einzelnen C. elegans-Würmern mittels Lugol-Färbung ermöglicht: ein unkomplizierter, robuster und schneller Assay. Die Lugol-Färbung ist ein markierungsfreier und nicht-invasiver Ansatz, der die Erfassung molekularer Daten mit subzellulärer Auflösung erleichtert und die Überwachung von Schwankungen des Glykogengehalts innerhalb einzelner Würmer ermöglicht

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.5 mL microtubes	Local suppliers	-
37-degree incubator	KS 4000i	97014-816
50 mL conical tube	Local suppliers	-
6 cm Petri plates	Local suppliers	-
Agar bacteriological	Dinâmica Química Contemporânea Ltda.	9002-18-0
C. elegans Bristol N2 (wild type)	Caenorhabditis elegans Genetic Center (CGC, Minnesota, USA)	-
CaCL2	Dinâmica Química Contemporânea Ltda.	10035-04-8
Cholesterol	Sigma-Aldrich Brasil Ltda	57-88-5
D-(+)-Glucose anhydrous	Neon	50-99-7
Distilled H2O	Local suppliers	-
Erioglaucine disodium salt	Sigma-Aldrich Brasil Ltda	3844-45-9
Escherichia coli OP50	Caenorhabditis elegans Genetic Center (CGC, Minnesota, USA)	-
Flow hood	Mylabor
Incubator	Panasonic Healthcare company of North America, MIR-254-PA.	-
KH2PO4	Dinâmica Química Contemporânea Ltda.	7778-77-0
Levamisole hydrochloride	RIPERCOL L 150F	-
Lugol solution	Sigma-Aldrich Brasil Ltda	L6146
MgSO4	Synth	S1063-01-AH
Microcentrifuge	Centrifuge 5425R Eppendorf SE, Germany
Na2HPO4	Dinâmica Química Contemporânea Ltda.	7558-79-4
NaCl	Dinâmica Química Contemporânea Ltda.	7647-14-5
Nystatin	Sigma-Aldrich Brasil Ltda	N6261
Peptone bacteriological	êxodo científica	91079-38-8
Stereomicroscope	Leica S8 Apo Stereomicroscope (São Paulo, Brazil)
Streptomycin Sulfate	Estreptomax	-